ISSN 2286-4822 www.euacademic.org
Impact Factor: 3.4546 (UIF) DRJI Value: 5.9 (B+)
Estação de Tratamento de Esgoto por Zona de
Raízes
JONIEL SOUZA DA SILVA
Bacharel em Engenharia Laureate International Universities /UNINORTE (Brasil)
RENAN AMANAJAS
Professor na Laureate International Universities / UNINORTE (Brasil)
BRUNA CAROLINE DA SILVA ROCHA
Bacharel em Engenharia Laureate International Universities /UNINORTE (Brasil)
Resumo
nos levou a considerar, a existência uma rede de esgoto composta, pelo nível de efluente presente na rede em dias torrenciais. No dimensionamento dos filtros, constatou-se que os mesmos, possuem apenas ¼ da área devida. Com base nas informações levantadas, conclui-se que o tipo da estação escolhida, não foi a melhor opção para o tratamento deste tipo de efluente.
Palavras Chaves: Análises de eficiência, estação de tratamento, esgoto, oxigênio.
1 INTRODUÇÃO
Os problemas de esgoto, são antigos tanto quanto a existência da humanidade em seu continuo processo na construção de sociedade. Contudo, mesmo após séculos de desenvolvimento, a relutância e descaso quanto a esse tema tão básico, porém de suma importância, se torna visível quando encontramos ainda hoje, Cidades e até mesmo Países com um sistema precário quanto aos da idade média. A população e o ecossistema, sofre por anos por males provenientes da falta adequada de tratamento de esgoto.
Desta forma, o objetivo geral desta pesquisa é analisar o tratamento de esgoto em uma estação de tratamento empregando a tecnologia de “Zona de Raízes”.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Apresentação do modelo
Até alguns anos atrás as pessoas tinham uma visão distorcidas sobre as ETE’s, pensavam que era coisa de outro mundo, um sistema simples, porém com suas técnicas não divulgadas, dava a impressão de que o acesso a essa tecnologia, era limitado apenas ao uso, confecção e projeção de poucos, mas hoje essa tecnologia tem sido bem difundida no mercado, pessoa e empresas, vem cada vez mais se familiarizando e especializando com esse ramo, proporcionando cada vez mais a boa divulgação pela curiosidade nas técnicas empregadas.
As estações de tratamento de esgoto também chamadas de ETE, é a parte do sistema de saneamento que se recebe as cargas poluentes oriundas de casa, empresas e indústrias, por meio de processos físicos, químicos e biológicos, na melhora para que esse efluente possa ser devolvido aos corpos hídricos, sem causar depuração das vias naturais, minimizando os impactos ambientais, sobe conformidade aos termos exigidos pela legislação ambiental. Em decorrência, cada estação projetada, visa atender à necessidade específica do tipo de efluente e região atendida.
processos plantas, solos e micro-organismos SILVA (2008), onde o efluente é distribuído por canos perfurados que passa por um processo físico de filtragem em camadas de agregado miúdo (areia) e agregado graúdo (brita), seguido de um biofiltro (KAICK, 2002), constituídos por plantas com a característica de Rizomas, Aerênquimas e Macrófitas. Em outras palavras, possuir caule em forma de raiz com crescimento horizontal (Rizoma), plantas que possuem células infladas com cavidades preenchidas de oxigênio, o que permite a troca e transporte do mesmo não só para suas raízes, mas também para o solo (Aerênquimas), e plantas com características aquáticas ou pantanosas (Macrófitas), portal do IMPA (Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia).
3 MATERIALS AND METHODS
3.1. Análises químicas do sistema de tratamento Segundo a Resolução Conama nº430/2011, que especifica:
[...] condições, parâmetros, padrões e diretrizes para gestão do lançamento de efluentes em corpos de água receptores.
coleta começa a avaliação do filtro 01, na quarta o do filtro 02 e na quinta o resultado de todo o processo tratado pela estação. Este procedimento é aplicável a análises realizadas pelo laboratório de controle de qualidade em amostras de água, esgoto sanitário e meio ambiente. Ele é baseado no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22º edição, pelo método SMEWW 5220.D (Digestão em refluxo fechado e colorimetria), segundo este, a maioria da matéria orgânica disponível em águas de esgoto pode ser oxidada por uma mistura de ácidos quentes do tipo crônico e sulfúrico. Quando uma amostra é digerida, o dicromato oxida o material orgânico resultando numa mudança do cromo. A demanda química de oxigênio (DBO) é definida como a quantidade de um oxidante específico que reage coma amostra em condições controladas, já na demanda química de oxigênio (DQO), um ensaio muito sensível é feito, onde o grau de oxidação da amostra é influenciado pelo tempo de digestão. Em resumo o DBO é uma medida do oxigênio consumido por microorganismos em condições especificas e o DQO é uma medida de poluentes em águas residuais e águas naturais.
Figura 1: Disposição da retirada de amostras
Tabela 1: Resultado das análises de laboratório da estação
Em análise dos resultados obtidos conforme tabela da figura 03, os resultados de DBO quem entra com 421mg/L e saí com 73mg/L diretamente para o efluente, mostra que a melhoria mínima de 60%, estipulada de acordo com o CONA-MA nº430/11, atende aos parâmetros de oxigenação. Nos resultados de DQO, que acrescem de 462mg/l na entrada e se eleva a 504mg/l no terceiro filtro, mostra que os níveis de oxidação das entre as bactérias não obteve bons resultados. Para a Turbidez, vemos que a uma oscilação na passagem entres os filtros, o que mostra a presença de muita matéria dissolvida no que se reproduz a falha DQO. Como resumo dos resultados, os níveis de DBO, mostram um ótimo rendimento no tratamento da estação, quanto a falha do processo de DQO, implica nos resultados dos testes de turbidez.
3.2. Levantamento da vazão recebida da estação
A estação de tratamento de esgoto do tipo Por Zona de Raízes, é melhor indicada para áreas rurais, em seu sistema por não utilizar processos químicos no tra-tamento do efluente, necessita de uma grande área de ocupação para o seu funci-onamento adequado (WETLANDS construídos e saneamento). A seguir, começa-remos levantando as vazões projetadas com base na NBR 9649.
Levantamento de vazão pela taxa populacional:
Os dados para levantamento da vazão foram estimados para 512 residências do condomínio, cada uma contando em média com 3 habitantes por apartamento em um consumo base de 160
PARÂMETROS FÍSICOS LOCAL: VIVER MELHOR III
AMOSTRA DBO (mg/L) DQO (mg/L) DQO/DBO TURBIDEZ (NTU)
ENTRADA 421 462 1,1 111
FILTRO 01 320 494 1,5 93,4
FILTRO 02 319 496 1,6 123
FILTRO 03 293 504 1,7 101
L de esgoto por pessoa utilizando a formula de Qd_média = Pop x q x R divido por 1000 se desejar o resultado em m³ ou por 86400 se desejar em L/s, onde Qd representa a vasão média de esgoto. Por este cálculo, é possível verificar o volume médio, máximo e mínimo de efluente produzido pela população estimada para assim dimensionar a rede, coletores e a própria estação de tratamento. Em primeiro lugar, levantei o efetivo populacional de moradores, em seguida aplico as formulas e descubro os resultados das vazões: média, máxima e mínima da rede.
DADOS: 3 habitantes 8 apartamentos 4 andares 16 blocos
8 ap. x 4 and. X 16 bl. x 3 hab./ap. População = 1.536,00 hab.
q = 160L/hab R = 0,80 K1 = 1,2 K2 = 1,5 K3 = 0,5
Vazão de esgoto doméstico médio:
Vazão máxima:
Vazão mínima:
Qmin = Qd_med x K3 = Qmin = 2,28 x 0,5 = 1,14L/s
Tem-se assim as variações de vazão dimensionadas para o dia em que a máxima chegou a 4,10L/s, a mínima a 1,14L/s e em média de 2,28L/s.
3.3. Levantamentos da estação existente
Percebeu-se por meio observações, que o nível do efluente variava muito em dias de chuva e que a quantidade excessiva em dias normais de resíduos sólidos (lixo residencial e areia), presentes no PV de entrada, não eram compatíveis com as de uma rede coletora de esgoto, e que excediam as expectativas de sua capacidade.
A estação de tratamento fonte de nosso estudo, é composta por um Reator Anaeróbico de 13,50m de comprimento, 4,00 de largura e 2,50m de altura totalizando uma área de 54,00m² e volume de 135,00m³, seguido de três filtros jardins (também chamados) de 12,20m de comprimento, 4,50m de largura e 1,60m de altura, com área unitária de 54,90m² e volume unitário de 87,84m³, no total de área de 164,70m² e volume total de 263,52m³. Composta por cerca de vinte árvores por tanque no total de 60 árvores (anexo 03), de aproximadamente 3m de altura em média, do tipo Monguba Pachira Aquática, também conhecida por: Munguba, Castanheira da Água, Falso Cacau e outros, espécie nativa de nossa região muito comum pelos leitos de rios e igarapés de nosso Amazonas. Abaixo levantamento discriminado.
Reator anaeróbico: ÁREA:
13,50m x 4,00m = 54,00m² VOLUME:
Filtro de raiz: ÁREA: (x3)
12,20m x 4,50m = 54,90m² x 3und = 164,70m² VOLUME: (x3)
12,20m x 4,50m x 1,60m = 87,84m³ x 3und = 263,52m³
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados referentes a análise das variáveis químicas do efluente estão apresentadas na tabela 1. Os resultados indicam que os níveis de oxigenação do tratamento estão de acordo com os parâmetros estipulados pelo CONAMA nº430/11, mas os testes de oxidação da matéria através dos micro-organismos, não surtiram muito efeito devido à grande quantidade de matéria orgânica dissolvida, implicando assim nos resultados de turbidez do efluente com dispersão do elevado nível de sólidos dissolvidos no mesmo.
Em relação ao nível de efluente em dias torrenciais e a grande quantidade de lixo presente na rede, podemos levar em consideração, a existência de uma rede de águas pluviais interligada na coletora de esgoto do sistema, ação essa muito comum nas redes de nossa cidade.
Para o levantamento da vazão projetada, foram obtidas as vazões: média (Vazão média do dia), de 2,28L/s, máxima (Vazão máxima do dia), de 4,10L/s e mínima (Vazão mínima do dia), de 1,14L/s.
filtros, mas a estação real possui apenas área de 164,70m² com volume de 263,52m³.
A existência de uma rede de drenagem interligada na rede de esgoto do empreendimento, implica diretamente na capacidade de vazão projetada, por sua vez, interfere no devido funcionamento da eficácia da estação, como podemos ver no quadro da tabela de análises do efluente, pelo excesso do volume projetado. Esse tipo de estação de tratamento, por ser uma estação que não se utiliza de produtos químicos em seu processo de tratamento, é projetada apenas para um sistema unitário de coleta, e não comporta um sistema de esgoto combinado pelo simples fato do efeito sanfona, em que quanto maior o volume de esgoto coletado maior será a área projetada para o filtro.
Quanto a vazão projetada de Qd_med = 2.28L/s, e ao compararmos com um dispositivo instalado chamado “calha
Parshall” (ver anexo 05), que tem por finalidade medir a vazão
do efluente dada em m³/h. Observamos que a vazão medida chega ao nível 160m³/h, transformando para nossa atual unidade de medida, tem-se a vazão de 45l/s, uma grande diferença entre a projeção e a medição real, dando novamente a margem de para a existência de uma rede de esgoto combinada. E por fim comparando os filtros já existentes, em relação aos parâmetros estipulados segundo o grupo WETLANDS, a área construída dos três filtros, corresponde apenas a 18%, sendo que foi utilizado um tanque mais profundo, chegando assim a ¼ do volume calculado.
5 CONCLUSÃO
processo de tratamento sem a utilização de produtos químicos e um produto basicamente natural, mas como também como todo produto, possui suas desvantagens de capacidade de tratamento versos tamanho dimensionado, com isso, quando dimensionada corretamente e aplicada para a necessidade correspondente, como qualquer produto, nos traz ótimos resultados.
Sobre a estação implantada, tema de nosso estudo, verificamos que o volume dimensionado para o tratamento efetivo nos filtros, corresponde a apenas 1/4, do o projetado de acordo com a quantidade de habitantes, descobrimos também que a projeção de uma rede compartilhada interligada no sistema, não se adequa aos procedimentos de uso deste tipo de estação, isto implicou diretamente nos resultados do tratamento conforme comprovado nos resultados do laboratório. Com isso, resumimos que a estação de tratamento existente, opera com vazão superior ao projetado devido a rede interligada indevidamente, que seu volume de capacidade de tratamento projetado, não é suficiente para atender com eficiência a demanda do processo hoje existente e por fim podemos assim dizer que o modelo de estação escolhido para o tratamento, não tenha sido a melhor opção.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 13969/1997 – Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projetos, construção e operação.
2. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 7229/1993 – Projeto, construção e operação de tanques sépticos.
3. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 9648 – Estudos de concepção de sistemas de esgoto sanitário.
4. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 12209 – Projeto de estação de tratamento de esgoto sanitário.
5. BRASIL. Ministério do meio ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente. RESOLUÇÃO CONAMA Nº 430, 13 de maio de 2011.
6. PROSAB. Francisco; SUETÔNIO. Bastos Mota e Marcos Von Sperling. ESGOTO Nutrientes de esgoto sanitário: utilização e remoção. Editora ABES, CE. 2009.
7.
https://www.teraambiental.com.br/blog-da-tera- ambiental/estacao-de-tratamento-de-esgoto-etapas-dos-tratamentos
8.
https://www.wetlands.com.br/single- post/2017/06/23/Wetlands-Constru%C3%ADdos-uma- solu%C3%A7%C3%A3o-para-o-tratamento-de-lodos-de-esgoto
9. https://www.tudosobreplantas.com.br/asp/plantas/ficha.a
ANEXOS
ANEXO 01: Retirada das amostras da estação para análises.
Amostra filtro 01
Amostra filtro 02
Amostra do filtro 03
ANEXO 02: Amostras prontas para início dos testes.
ANEXO 04: Volume da vazão que chegou do efluente.
ANEXO 05: Quando de demanda
